Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lastabhängigen Anpassung der Sendeleistungsregelung bei Paketdiensten in insbesondere einem Funk-Kommunikationsdienst mit W-CDMA sowie ein Funk-Kommunikationssystem zum Umsetzen des Verfahrens.The invention relates to a method for load-dependentfit the transmission power regulation for parcel services in insin particular a radio communication service with W-CDMA as wella radio communication system for implementing the method.
In Funk-Kommunikationssystemen werden Informationen (beispielsweise Sprache, Bildinformationen oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen sendender und empfangender Station (Basisstation bzw. Teilnehmerstation) übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequenzen, die in dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukünftige Mobilfunksysteme mit CDMA- oder TD/CDMA-Übertragungsverfahren (TD/CDMA: Time Division/Code Division Multiple Access) über die Funkschnittstelle, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.In radio communication systems, information (atfor example, language, image information or other data)Using electromagnetic waves over a radio cutposition between the sending and receiving station (base stationtion or subscriber station). The blasting of theElectromagnetic waves occur with carrier frequencieszen that in the Fre foreseen for the respective systemquenzband lie. For future mobile radio systems with CDMAor TD / CDMA transmission method (TD / CDMA: Time Division / Code Division Multiple Access) over the radio interfaceposition, for example the UMTS (Universal Mobile Telecommunication system) or other 3rd generation systemsFrequencies in the frequency band of approximately 2000 MHz are provided.
Das Ziel eines jeden Mobilfunkbetreibers ist es, in seinem Netz möglichst viele Teilnehmer bzw. einen möglichst hohen Gesamtdurchsatz an Daten pro Funkzelle mit dabei möglichst hoher Dienstgüte zu versorgen. Die Dienstgüte läßt sich dabei z. B. durch die maximal zulässige Bitfehlerrate bzw. bei Datendiensten durch den Durchsatz an Daten (in kBit pro Sekunde), der einem Teilnehmer mindestens gewährt werden muß, charakterisieren. Ein häufig in der Standardisierung verwendetes Qualitätsmaß lautet z. B., daß ein Teilnehmer bei bestimmten Paketdatendiensten (Unrestricted Delay Data Services UDD), mindesten 10% seines geforderten Nominaldurchsatzes erhalten muß, um nicht unzufrieden zu sein.The goal of every mobile operator is to be in hisNetwork as many participants as possible or as high as possibleTotal throughput of data per radio cell, if possiblehigh quality of service. The quality of service can bee.g. B. by the maximum permissible bit error rate or at Daservices through the throughput of data (in kbit per secustomer), which must at least be granted to a participant,characterize. One often used in standardizationThe quality measure is z. B. that a participant in beagreed packet data services (Unrestricted Delay Data ServicesUDD), at least 10% of its required nominal throughputhas to hold in order not to be dissatisfied.
Bei zukünftigen Systemen wie dem UMTS kommt als Multiplexverfahren das sogenannte DS-CDMA- bzw. "Direct Sequence Code Division Multiple Access"-Verfahren zum Einsatz, also ein CDMA-Verfahren mit direkter Abfolge. Die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens, d. h. die Anzahl versorgbarer Teilnehmer bzw. der erzielbare Gesamtdurchsatz pro Funkzelle, hängt im entscheidenen Maße von einer optimal eingestellten schnellen Leistungsregelung (PC: Power Control) ab.In future systems like the UMTS comes as a multiplexerdrive the so-called DS-CDMA or "Direct Sequence Code Division multiple access method, ie a CDMADirect sequence procedure. The power of thisProcess, d. H. the number of participants that can be suppliedachievable total throughput per radio cell depends on the decisionthose dimensions of an optimally set fast leicontrol (PC: Power Control).
Typischerweise besteht eine solche Leistungsregelung aus einem schnellen inneren und geschlossenen Regelkreis (inner loop), jeweils in Aufwärtsverbindung (Uplink) und in Abwärtsverbindung (Downlink), und aus einer äußeren Regelschleife (outer loop). Nachfolgend soll eine Verbesserung des Regelverhaltens der äußeren Schleife erörtert werden, wobei insbesondere das Zusammenspiel der beiden verschiedenen Mechanismen für die Leistungsregelung zu betrachten ist.Such a power control typically consists of eggfast internal and closed control loop (innerloop), each in an uplink and in Abdownlink, and from an external ruleloop (outer loop). The following is an improvement of theControl behavior of the outer loop are discussed, whereinespecially the interaction of the two different memechanisms for power regulation is to be considered.
Die äußere Regelschleife gibt den Sollwert für die schnelle innere Schleife vor. Dieser Sollwert wird aus der aktuell gemessenen Bitfehlerrate (BER: Bit Error Rate) oder Blockfehlerrate (BLER: Block Erasure Rate) und der erforderlichen Qualität bzw. dem angestrebten Verhältnis zwischen Signal und Interferenz (Target SIR: Signal-to-Interference-Ratio) mittels einer Differenzbildung abgeleitet.The outer control loop gives the setpoint for the fast oneinner loop in front. This setpoint is derived from the currentlymeasured bit error rate (BER: Bit Error Rate) or block errorlerrate (BLER: Block Erasure Rate) and the requiredQuality or the desired relationship between signal andInterference (target SIR: signal-to-interference ratio) withderived from a difference.
Allgemein bekannt sind Verfahren, bei denen das Ziel-SIR aufgrund der gemessenen Bitfehlerraten bzw. aufgrund von Wiederholraten von Paketen angepaßt wird. Diese Verfahren versuchen das Ziel-SIR für jede einzelne Verbindung zu optimieren, dies jedoch ohne Rücksicht auf andere Verbindungen. Nachteilhaft ist dabei aber, daß sich Regelungsmaßnahmen an einer einzelnen Verbindung auf die Gesamtheit der Verbindungen auswirken und umgekehrt, so daß eine Optimierung der Leistungsregelung in der Praxis erschwert ist.Methods in which the target SIR is based are generally knowndue to the measured bit error rates or due to reframe rates are adjusted. Try these proceduresto optimize the target SIR for each connection, thisbut regardless of other connections. Disadvantageousis, however, that regulatory measures on an individualaffect a connection on the whole of the connectionsand vice versa, so that an optimization of the power controlis difficult in practice.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Funk-Kommunikationssystem bereitzustellen, die eine bessere Kapazitätsoptimierung ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, das Funk-Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12 bzw. Stationen gemäß Anspruch 13 für ein solches Kommunikationssystem gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.The invention has for its object a method andto provide a radio communication system that a besenable our capacity optimization. This task willby the method having the features of claim 1, theRadio communication system with the features of claim 12or stations according to claim 13 for such communicationon system solved. Advantageous further developments are counterstood by subclaims.
Allgemein erwartet wird, daß die Leistungsfähigkeit der Leistungsregelung zentral von einem optimal gewählten Ziel-SIR abhängt. Dieses kann durch Computersimulationen gezeigt werden. Ferner haben solche Simulationen gezeigt, daß das optimale Ziel-SIR nicht ein für eine gegebene Funkausbreitungsumgebung fester Wert ist, sondern von der im Funknetz herrschenden aktuellen Last abhängt (siehe auchFig. 2).It is generally expected that the performance of the performance control depends centrally on an optimally chosen target SIR. This can be shown by computer simulations. Furthermore, such simulations have shown that the optimal target SIR is not a fixed value for a given radio propagation environment, but depends on the current load prevailing in the radio network (see alsoFIG. 2).
Somit läßt sich die Kapazität eines CDMA-Funknetzes optimieren, wenn man das Ziel-SIR für die Leistungsregelung gemäß der gezeigten Simulationsergebnisse abhängig von der Systemlast einstellt.The capacity of a CDMA radio network can thus be optimizedif you set the target SIR for power control according toThe simulation results shown depend on the systemload.
Der Vorteil einer zentralen Komponente bei der Ziel-SIR Regelung ist das erhöhte Reaktionsvermögen des Netzes bei schnellen Laständerungen, z. B. wenn durch einen Handover ein hochratiger Datendienst in die Zelle gelangt.The advantage of a central component in target SIR activitylung is the increased responsiveness of the network at fastlen load changes, e.g. B. if by a handoverhigh-speed data service gets into the cell.
Den gewünschten Verbindungsqualitätswert für eine oder mehrere einzelne Verbindungen zu verändern bietet den Vorteil, damit die mittlere Verbindungsqualität einer Vielzahl von Verbindungen im Gesamtsystem zu verbessern.The desired connection quality value for one or moreChanging the individual connections offers the advantagethus the average connection quality of a variety ofImprove connections in the overall system.
Überraschenderweise kann dabei die mittlere Verbindungsqualität der Vielzahl von Verbindungen sogar verbessert werden, obwohl der gewünschte Verbindungsqualitätswert für die einzelne Verbindung oder einen Teil der Vielzahl von Verbindungen verschlechtert wird.Surprisingly, the mean connection quality canthe multitude of connections can even be improved,although the desired connection quality value for the onesingle connection or part of the plurality of connectionsgene is deteriorated.
Dabei kann der gewünschte Verbindungsqualitätswert für die einzelne Verbindung zum Verbessern der mittleren Verbindungsqualität der Vielzahl von Verbindungen je nach Betriebssituation im Gesamtsystem zu erhöhen oder zu erniedrigen sein.The desired connection quality value for thesingle link to improve the middle linkquality of the large number of connections depending on the operating situationtion in the overall system must be increased or decreased.
Besonders vorteilhaft ist das zeitweilige Verändern des bzw. der gewünschten Verbindungsqualitätswerte für die einzelne Verbindung, eine Vielzahl von Verbindungen oder vorteilhafterweise alle Verbindungen gegenüber dem jeweils vermeintlich gewünschten Verbindungsqualitätswert um einen vorbestimmten, insbesondere geringen Betrag, da im Fall einer Verbesserung der mittleren Verbindungsqualität der Vielzahl von Verbindungen der jeweils gewünschte Verbindungsqualitätswert für die einzelne(n) Verbindung(en) entsprechend angepaßt werden kann. Im Fall einer Verschlechterung werden die gewünschten Verbindungsqualitätswerte für eine vorbestimmte Zeitdauer auf den ursprünglichen Wert zurückgesetzt oder vorteilhafterweise in der Gegenrichtung verändert.The temporary change of the orthe desired connection quality values for the individualConnection, a variety of connections or advantageousallegedly all connections to the supposeddesired connection quality value by a predetermined,especially small amount because in case of an improvementthe average connection quality of the multitude of connectionsthe desired connection quality value for theindividual connection (s) can be adapted accordingly.In the event of deterioration, the desired connecquality values for a predetermined period of timereset original value or advantageously inchanged in the opposite direction.
Als gewünschten Verbindungsqualitätswert für die einzelne Verbindung einen gewünschten Signal-zu-Interferenz-Verhältniswert zu verwenden ermöglicht den Einsatz des Verfahrens bei nur minimalen Erweiterungen bereits bestehender Systeme zur Leistungsregelung. Insbesondere kann der gewünschte Verbindungsqualitätswert für die Regelung der Leistung in einem für sich bekannten schnell regelnden Regelkreis als Referenzwert verwendet werden.As the desired connection quality value for the individualLink a desired signal-to-interference ratioUsing the value allows the use of the methodwith only minimal extensions of existing systemsfor power control. In particular, the desired verbinding quality value for the regulation of performance in oneknown fast regulating control loop as a referenceworth being used.
Die Art der im System verwendeten Kommunikationsdienste und die Anzahl der Teilnehmer bzw. der bestehenden Verbindungen in einer Funkzelle wirken sich direkt auf die Last im System aus. Den gewünschten Verbindungsqualitätswert abhängig von der Last und/oder abhängig von anderen, direkt mit der Last zusammenhängenden Größen einer Vielzahl von Verbindungen oder aller Verbindungen auszuwählen ermöglicht zudem den Einsatz für sich bekannter Einrichtungen. So ist die Messung der Gesamtinterferenz als eine mit der Last zusammenhängende Größe bereits für sich genommen bekannt. Die Gesamtinterferenzwerte werden bisher jedoch für gänzlich andere Zwecke im Bereich der Managementplanung des Kommunikationssystems ermittelt.The type of communication services used in the system andthe number of participants or existing connectionsin a radio cell directly affect the load in the systemout. The desired connection quality value depending onthe load and / or depending on others, directly with the loadcontiguous sizes of a variety of connections orSelecting all connections also enables usefor well-known institutions. So is the measurement of Getotal interference as a quantity related to the load already known on its own. The total interference valuesSo far, however, have been used for entirely different purposes in the fieldthe management planning of the communication system.
Vorteilhafterweise werden gewünschte Verbindungsqualitätswerte für verschiedene Lastsituationen im System in einer Nachschlagtabelle (look up table) abgespeichert, der sie entsprechend entnommen werden können. Dabei kann die Nachschlagtabelle durch Simulationen und/oder durch Messungen tatsächlicher Verbindungen in einem ersten Verfahrensschritt erstellt werden. Besonders vorteilhaft ist auch, daß die Nachschlagtabelle auch während des Betriebs erstellt oder aktualisiert werden kann, so daß spätere Anpassungen an sich ändernde Bedingungen im System oder in einer Funkzelle berücksichtigt werden können.The desired connection quality is advantageousvalues for different load situations in the system in oneLook up table, which entcan be removed speaking. Doing the lookuptable through simulations and / or through actual measurementsLicher connections in a first process stepbe put. It is also particularly advantageous that the afterfield table also created during operation or Aktuacan be lized so that later adjustments per seconditions in the system or in a radio cellcan be viewed.
Besonders einfach ist die Gestaltung und Handhabung der Werte der Nachschlagtabelle, wenn sie optimierte Verhältniswerte gewünschter Verbindungsqualitätswerte gegenüber einer im Betrieb gemessenen Verbindungsqualität - insbesondere Interferenz - der Vielzahl von Verbindungen enthält, da solche Werte in den bestehenden Standards bereits berücksichtigt sind und somit lediglich eine einfache Erweiterung der bestehenden Systeme und Geräte erforderlich ist. Dies gilt insbesondere auch für das Bestimmen der mittleren Verbindungsqualität der Vielzahl von Verbindungen durch Messungen des Gesamtdurchsatzes und der Dienstgüte der Vielzahl von Verbindungen bei zeitweiligen Variationen der vermeintlich idealen Werte zu deren Überprüfung.The design and handling of the values is particularly simplethe lookup table if they have optimized ratio valuesdesired connection quality values compared to one in the Bemeasured connection quality - especially Interferenz - the multitude of compounds contains such valuesare already taken into account in the existing standards andthus just a simple extension of the existing systeme and equipment is required. This is especially truealso for determining the average connection quality of theLarge number of connections by measuring the total throughputzes and the quality of service of the multitude of connectionstemporary variations in the supposedly ideal valuestheir review.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens liegt darin begründet, daß normalerweise die äußere Regelschleife einer für sich bekannten Leistungssteuerung für die Qualität der einzelnen Verbindung verantwortlich ist. Da pro Verbindung ein eigener Algorithmus für die äußere Regelschleife aktiv ist, wird bei einer Lastveränderung dezentral jede Verbindung einzeln geregelt. Dies führt letztendlich zu einem sehr trägen Verhalten.A particular advantage of the method is thatthat normally the outer control loop is one for itselfknew performance control for the quality of eachConnection is responsible. Since there is one for each connectionAlgorithm for the outer control loop is active ata load change decentralized each connection individuallyThis ultimately leads to very sluggish behavior.
Durch die zentrale Einflußnahme des vorstehend aufgeführten Verfahrens kann jedoch auch sehr rasch auf die einzelnen Verbindungen eingewirkt werden. Zwar wird nicht für jede einzelne, jedoch aber für einen Großteil der Verbindungen eine bessere Qualität ermöglicht.By the central influence of the aboveHowever, the procedure can also very quickly affect the individual verties are impacted. Although not for everyoneindividual, but for most of the connections oneenables better quality.
Stationen für ein Funk-Kommunikationssystem weisen zum Durchführen eines solchen Verfahrens zweckmäßigerweise eine Änderungseinrichtung zum Erfassen einer mittleren Verbindungsqualität einer Vielzahl von Verbindungen und zum Ändern der gewünschten Verbindungsqualitätswerte für deren individuelle(n) Verbindung(en) zum Verbessern der mittleren Verbindungsqualität einer Vielzahl eigener und/oder weiterer Verbindungen in ihrem Funkbereich auf.Stations for a radio communication system point throughlead such a procedure expediently a changetion device for detecting an average connection qualityvariety of connections and to change the gedesired connection quality values for their individual (s)Connection (s) to improve the mean connection qualitya variety of own and / or other connections intheir radio range.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An exemplary embodiment is described below with reference to the drawingexplained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Funk-Kommunikationssystems, insbesondere eines Mobilfunksystems,Fig. 1 is a block diagram of a radio communication system, especially a mobile radio system,
Fig. 2 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Verhältnisses von Durchsatz und Ziel-SIR bei Aufwärtsverbindungen, undFig. 2 is a diagram showing the relationship of throughput and target SIR in uplinks, and
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer beispielhaften Realisierung der inneren und äußeren Regelschleife in einer Sende/Empfangseinrichtung einer Basisstation bzw. Teilnehmerstation.Fig. 3 is a block diagram of an exemplary implementation of the inner and outer control loop in a transmission / reception device of a base station or subscriber station.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines Mobilfunksystems als Beispiel für die Struktur eines Funk-Kommunikationssystems. Ein Mobilfunksystem besteht jeweils aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC, die zu einem Vermittlungsnetz (SSS - Switching Subsystem) gehören und untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz herstellen, und aus jeweils einem oder mehreren Basisstationssystemen BSS (BSS - Base Station Subsystem), die mit diesen Mobilvermittlungsstellen MSC verbunden sind. Ein Basisstationssystem BSS weist wiederum zumindest eine Einrichtung RNC (RNC - Radio Network Controller) zum Zuweisen von funktechnischen Ressourcen sowie zumindest eine jeweils damit verbundene Basisstation BS (auch als Node B bezeichnet) auf. Eine Basisstation BS kann über eine Funkschnittstelle V, BCCH, FACH Verbindungen zu Kommunikations-Endgeräten bzw. Teilnehmerstationen MS, wie z. B. Mobilstationen oder anderweitigen mobilen und stationären Endgeräten, aufbauen. Durch jede Basisstation BS wird zumindest eine Funkzelle Z gebildet. Die Größe der Funkzelle Z wird in der Regel durch die Reichweite eines allgemeinen Signalisierungskanals (BCCH - Broadcast Control CHannel), der von den Basisstationen BS mit einer jeweils festgelegten und konstanten Sendeleistung gesendet wird, bestimmt. Bei einer Sektorisierung oder bei hierarchischen Zellstrukturen können pro Basisstation BS auch mehrere Funkzellen Z versorgt werden. Die Funktionalität dieser Struktur ist auf andere Funk-Kommunikationssysteme übertragbar, in denen die nachfolgend beschriebene Entwicklung zum Einsatz kommen kann.Fig. 1 shows part of a mobile radio system as an example of the structure of a radio communication system. A mobile radio system consists of a large number of mobile switching centers MSC, which belong to a switching network (SSS - Switching Subsystem) and are networked with each other or provide access to a fixed network, and one or more base station systems BSS (BSS - Base Station) Subsystem), which are connected to these mobile switching centers MSC. A base station system BSS in turn has at least one device RNC (RNC - Radio Network Controller) for assigning radio resources and at least one base station BS (also referred to as node B) connected to it. A base station BS can via a radio interface V, BCCH, FACH connections to communication terminals or subscriber stations MS, such as. B. Mo bil stations or other mobile and stationary end devices, build. At least one radio cell Z is formed by each base station BS. The size of the radio cell Z is usually determined by the range of a general signaling channel (BCCH - Broadcast Control CHannel), which is sent by the base stations BS with a fixed and constant transmission power. With sectorization or with hierarchical cell structures, several radio cells Z can also be supplied per base station BS. The functionality of this structure can be transferred to other radio communication systems in which the development described below can be used.
Das Beispiel derFig. 1 zeigt eine Teilnehmerstation MS, die als eine Mobilstation ausgestaltet ist. Die Teilnehmerstation MS hat eine Verbindung zu der Basisstation BS aufgebaut, auf der in Aufwärtsrichtung UL und Abwärtsrichtung DL eine Signalübertragung eines gewählten Dienstes erfolgt.The example inFIG. 1 shows a subscriber station MS which is designed as a mobile station. The subscriber station MS has established a connection to the base station BS on which a signal transmission of a selected service takes place in the upward direction UL and downward direction DL.
Die Steuerung der Sendeleistung der Basisstation BS führt die Teilnehmerstation MS mittels von Signalisierungsnachrichten (TPC-Kommandos) durch, in denen sie beispielsweise eine gemessene Variation der Übertragungseigenschaften in eine erforderliche Sendeleistungsänderung abbildet. Die Übertragungseigenschaften werden z. B. durch das Signal-zu-Interferenz-Verhältnis SIR und die Bitfehlerrate BER oder deren über ein Zeitintervall gemittelten Mittelwert BERavg charakterisiert. Als Zeitintervall für die Mittelwertbildung kann beispielsweise die Periodizität des äußeren Regelkreises "Cuter Loop" gewählt werden. Als charakteristischer Wert BER werden beispielsweise Qualitätsbewertungen wie eine Bitfehlerrate BER oder eine Block- oder Rahmenfehlerrate BLER eingesetzt.The control of the transmission power of the base station BS carries out theSubscriber station MS by means of signaling messages(TPC commands) in which, for example, a gemeasured variation of the transmission properties in a hemaps required transmission power change. The transfersupply properties are such. B. by the signal-to-interfacelimit ratio SIR and the bit error rate BER or their overa time interval averaged BERavg charactersiert. The time interval for averaging can be atfor example the periodicity of the outer control loop "CuterLoop "can be selected. The characteristic value is BERfor example quality ratings like a bit error rateBER or a block or frame error rate BLER used.
Für das Signal-zu-Interferenz-Verhältnis SIR werden bevorzugt funktechnische Meßgrößen wie eine Pfaddämpfung, eine Interferenzsituation am Ort der Teilnehmerstation MS sowie Kombinationen dieser Parameter eingesetzt. Die Variation der charakteristischen Werte BER und SIR kann ergänzend oder alternativ auch anhand des mit einer konstanten und der Teilnehmerstation MS bekannten Sendeleistung gesendeten allgemeinen Signalisierungskanals Broadcast-Kanal BCCH ermittelt werden. Ein gleiches Verfahren zur Steuerung der Sendeleistung der Teilnehmerstation MS führt die Basisstation BS durch. Nach einer entsprechenden Auswertung der Übertragungseigenschaften signalisiert sie der Teilnehmerstation MS eine Erhöhung oder Erniedrigung der Sendeleistung.SIR is preferred for the signal-to-interference ratioradio-technical parameters such as path attenuation, an interfesituation at the location of the MS and Kombina subscriber stationstion of these parameters. The variation of the charakTeristic values BER and SIR can be supplementary or alternativealso with the help of a constant and the participant statustion MS known transmission power sent general signaBroadcast channel BCCH can be determined. Onsame procedure for controlling the transmission power of the partsubscriber station MS carries out the base station BS. After acorresponding evaluation of the transmission properties siit signals the subscriber station MS an increase orLower transmission power.
Das inFig. 2 dargestellte Diagramm zeigt das Verhältnis von Durchsatz des Gesamtsystems und dem Ziel-SIR einer Aufwärtsverbindung beim UDD64-Dienst beim W-CDMA (Breitband-CDMA). Ein solches Diagramm kann insbesondere mittels Computersimulation oder im Betrieb durch entsprechende Langzeitmessungen erstellt werden. Wie aus den drei beispielhaften Kurven in dem Diagramm ersichtlich ist, muß der Wert des Ziel-SIR bei im Gesamtsystem steigender Last gesenkt werden, um einen möglichst hohen Durchsatz für die Gesamtheit der Verbindungen erzielen zu können. Umgekehrt kann der Wert der Ziel-SIR erhöht werden, wenn die Last gesamten System geringer wird, um einen möglichst hohen Durchsatz der Gesamtheit der Verbindungen erzielen zu können.The diagram shown inFIG. 2 shows the ratio of throughput of the overall system and the target SIR of an upward connection with the UDD64 service with the W-CDMA (broadband CDMA). Such a diagram can be created in particular by means of computer simulation or in operation by means of corresponding long-term measurements. As can be seen from the three exemplary curves in the diagram, the value of the target SIR must be reduced as the load increases in the overall system in order to achieve the highest possible throughput for the entirety of the connections. Conversely, the value of the target SIR can be increased if the load on the entire system is reduced in order to achieve the highest possible throughput of the entirety of the connections.
Wie nachfolgend auch zu derFig. 3 erläutert, die ein Blockschaltbild zur Leistungsregelung für eine einzelne Verbindung darstellt, wird in einem Verfahren und einer Schaltung die äußere Regelschleife (Outer Loop) sowohl für die Sendeleistungsregelung der Basisstation BS als auch für die Sendeleistungsregelung der Teilnehmerstation MS genutzt.As also explained below forFIG. 3, which shows a block diagram for power control for a single connection, the outer control loop (Outer Loop) is used for both the transmission power control of the base station BS and for the power transmission control in a method and a circuit the subscriber station MS used.
In der äußeren Regelschleife der Basisstation BS und der Teilnehmerstation MS wird ein Zielwert eines Signal-Interferenz-Verhältnisses Ziel-SIR bzw. SIR-Target ermittelt und jeweils signalisiert. Der Zielwert des Signal-Interferenz-Verhältnisses Ziel-SIR stellt eine ausreichende Übertragungsqualität sicher und muß entsprechend den aktuellen Übertragungsbedingungen angepaßt werden. Die jeweilige innere Regelschleife (inner loop) kann dabei eine besonders schnelle Sendeleistungsregelung ausführen. Diese schnelle Sendeleistungsregelung erfolgt über TPC-Bit (TPC: Transmitter Power Control), die jeweils eine Erhöhung oder Erniedrigung der Sendeleistung um einen bestimmten Wert in dB bewirken.In the outer control loop of the base station BS and theSubscriber station MS becomes a target value of a signal-to-interference ratio Target SIR or SIR target determined and eachbecause signaled. The target value of the signal interference verThe target SIR represents a sufficient transmission qualitylity secure and must correspond to the current transmissionconditions are adjusted. The respective inner ruleLoop (inner loop) can be a particularly fast SenExecute the power control. This fast transmission powerregulation takes place via TPC bit (TPC: Transmitter Power Control), each increasing or decreasing the transmissioneffect by a certain value in dB.
In derFig. 3 ist beispielhaft eine Realisierung der Kombination einer inneren Regelschleife und einer äußeren Regelschleife in einer Leistungsregelungseinrichtung X einer Sende/Empfangseinrichtung der Basisstation BS oder auch der Teilnehmerstation MS angegeben. Die empfangenen Signale werden in einem sogenannten Matched Filter MF gefiltert und einer Detektoreinrichtung RC zugeführt. In dem dargestellten Beispiel ist die Detektoreinrichtung RC als ein bekannter RAKE-Combiner ausgestaltet.InFig. 3 is an example of a realization of the combina tion of an inner loop and an outer loop control in a power control means X of a transmission / reception device of the base station BS or the subscriber station MS indicated. The received signals are filtered in a so-called matched filter MF and fed to a detector device RC. In the example shown, the detector device RC is designed as a known RAKE combiner.
In der inneren Regelschleife wird aus den detektierten und von der Detektoreinrichtung RC zugeführten Signalen in einer SIR-Bestimmungseinrichtung ISIR ein Signal-Interferenz-Verhältnis SIR ermittelt. Das Signal-Interferenz-Verhältnis SIR dient der schnellen Sendeleistungsregelung als Basis für eine optimale Sendeleistungseinstellung, da die Interferenzsituation am Empfänger das wichtigste Kriterium für einen gesicherten Empfang der Signale darstellt.In the inner control loop, the detected andsignals supplied by the detector device RC in aSIR determiner ISIR a signal interference verratio SIR determined. The signal-to-interference ratio SIRserves as the basis for a fast transmission power controloptimal transmission power setting, since the interference situationtion on the recipient is the most important criterion for a totalsecure reception of the signals.
In der äußeren Regelschleife werden die empfangenen Signale in einer der Detektoreinrichtung RC nachgeschalteten Dekodiereinrichtung VC, z. B. einem Viterbi-Decoder, dekodiert. Nachfolgend wird in einer Qualitätsbestimmungseinrichtung MBER ein für die jeweilige Verbindung charakteristischer Qualitätswert BER ermittelt. In der vorliegenden Schaltung erfolgt dabei eine Mittelung über einen charakteristischen Wert wie der Bitfehlerrate BER. Dieser charakteristische Wert BER wird in der äußeren Regelschleife anschließend mit einem Zielwert für den charakteristischen Qualitätswert Ziel-BER verglichen und es wird eine Differenz dBER der beiden Werte berechnet. Die Differenz dBER wird anschließend z. B. durch einen Wichtungsfaktor Δ0 und andere, evtl. nicht-lineare Operationen in einen Korrekturwert dSIR für das Signal-Interferenz-Verhältnis umgerechnet. Daraufhin erfolgt eine Addition mit einem Zielwert für das Signal-Interferenz-Verhältnis SIR(j) eines vorangehenden Regelintervalls j. Der hierdurch entstehende aktuelle Zielwert für das Signal-Interferenz-Verhältnis SIR(j + 1) bzw. Ziel-SIR wird in gleicher Weise mittels einer Verzögerungseinrichtung D um hier einen j-Schritt verzögert und anschließend für die Berechnung des nachfolgenden Zielwertes SIR(j + 1) berücksichtigt. Der aktuelle Sollwert Ziel-SIR wird der inneren Regelschleife zugeführt und dient der schnellen Sendeleistungsregelung in der inneren Regelschleife als Basis für eine Erhöhung oder Erniedrigung der Sendeleistung durch eine Signalisierung von TPC-Bit. Je höher die Last im gesamten System ist, desto kleiner sollte der aktuelle Sollwert Ziel-SIR ausfallen.In the outer control loop, the received signals are in a detector device RC downstream decoder device VC, z. B. a Viterbi decoder. A quality value BER characteristic of the respective connection is subsequently determined in a quality determination device MBER. In the present circuit, it is averaged over a characteristic value such as the bit error rate BER. This characteristic value BER is then compared in the outer control loop with a target value for the characteristic quality value target BER and a difference dBER of the two values is calculated. The difference dBER is then z. B. converted by a weighting factor Δ0 and other, possibly non-linear operations into a correction value dSIR for the signal interference ratio. Then there is an addition with a target value for the signal-interference ratio SIR (j) of a preceding control interval j. The resulting current target value for the signal interference ratio SIR (j + 1) or target SIR is delayed in the same way by means of a delay device D by a j-step here and then for the calculation of the subsequent target value SIR ( j + 1) is taken into account. The current setpoint target SIR is fed to the inner control loop and is used for fast transmission power control in the inner control loop as the basis for an increase or decrease in the transmission power by signaling TPC bits. The higher the load in the entire system, the smaller the current target SIR setpoint should be.
Bei dem nachfolgend beschriebenen Verfahren wird das Ziel-SIR bzw. SIR-Target in einer Funkzelle Z abhängig von der im Netz herrschenden Last bzw. abhängig von anderen Größen, die direkt mit der Last zusammenhängen, eingestellt.In the procedure described below, the target SIRor SIR target in a radio cell Z depending on that in the networkprevailing load or depending on other sizes that didirectly related to the load.
Die im Netz herrschende Last läßt sich i. a. nicht direkt bestimmen. Statt dessen wird, wie vorstehend beschrieben, von der Basisstation BS die Gesamtinterferenz ΣSIR gemessen und das Ziel-SIR wird abhängig von dieser Größe eingestellt. Das Messen der Gesamtinterferenz ΣSIR ist als solches im Standard bereits für die Ressourcenbereitstellung vorgesehen.The load prevailing in the network can i. a. not directlyvoices. Instead, as described above, fromthe base station BS measured the total interference ΣSIR andthe target SIR is set depending on this size. TheAs such, measuring total interference alsSIR is standardalready planned for the provision of resources.
Die Einstellung des Ziel-SIR kann dabei durch Nachschlagtabellen LU, sogenannte Look-Up-Tables, vorgenommen werden. Diese Nachschlagtabellen LU enthalten optimierte Verhältniswerte von Ziel-SIR gegenüber einer gemessenen Interferenz SIR. Die Nachschlagtabellen LU können z. B. durch Simulationen gewonnen werden, wie sie zur Erstellung der Diagramme derFig. 2 verwendet wurden.The target SIR can be set using lookup tables LU, so-called look-up tables. These lookup tables LU contain optimized ratio values of target SIR compared to a measured interference SIR. The lookup tables LU can e.g. B. obtained by simulations as they were used to create the diagrams ofFIG. 2.
Alternativ ist auch eine Erstellung und/oder Aktualisierung solcher Nachschlagtabellen LU durch Messungen der Werte bei repräsentativen Funkstationen BS, MS im laufenden Netzbetrieb möglich. Dazu kann beispielsweise in gewissen Phasen des Betriebs das Ziel-SIR gegenüber dem laut Simulation oder bestehender Nachschlagtabelle LU optimalen Wert in kleinen Schritten verschoben werden. Vorteilhafterweise werden dabei die Ziel-SIR-Werte von einer Vielzahl oder allen Verbindungen gleichzeitig um geringe Beträge verschoben. Dabei werden in diesen Phasen detaillierte Messungen des Gesamtdurchsatzes und der Dienstgüte durchgeführt. Steigen diese Größen bei der Variation, so ist das Ziel-SIR für die Gesamtheit der Verbindungen nicht mehr optimal und wird in einem nachfolgenden Schritt angepaßt. Im Rahmen der Anpassung kann insbesondere auch die Nachschlagtabelle LU korrigiert werden. Mit anderen Worten wird hier für einzelne Verbindungen eine schlechtere Verbindungsqualität in Kauf genommen, um letztendlich eine bessere Qualität für die Gesamtheit der Verbindungen zu erzielen.Alternatively, it can also be created and / or updatedsuch lookup tables LU by measuring the values atrepresentative radio stations BS, MS during network operationpossible. For example, in certain phases of loadingdrove the target SIR versus that according to simulation or bestlookup table LU optimal value in small stepsten be moved. Advantageously, theTarget SIR values from a variety or all compoundsat the same time postponed by small amounts. Thereby inthese phases detailed measurements of the total throughputand quality of service. These sizes increase atVariation is the target SIR for the whole of the verbsolutions are no longer optimal and will be replaced in a subsequent oneAdjusted step. As part of the adjustment, in particularalso look up the LU lookup table. With othersWords become worse here for individual connectionsAccepted connection quality to ultimately abetter quality for all the connections to itaim.
Wie ausFig. 3 ersichtlich, weist das Blockschaltbild zur Leistungssteuerung einen oder mehrere weitere Eingänge IX auf, in die Werte der aktuellen Gesamtinterferenz bzw. der dazu proportionalen aktuellen Gesamtlast für eine Vielzahl oder vorzugsweise alle Verbindungen eingegeben wird. Mit der dabei ermittelten aktuellen Gesamtlast wird in die vorstehend beschriebene Nachschlagtabelle LU hineingegangen, um einen Korrekturwert für das Ziel-SIR zu bestimmen. Mit diesem Korrekturwert wird letztendlich über z. B. einen Addierer oder eine Multiplikationseinrichtung der Wert der Ziel-Bitfehlerrate verändert. Damit wird direkt die äußere und indirekt die innere Regelschleife beeinflußt.As can be seen fromFIG. 3, the block diagram for power control has one or more further inputs IX, into which values of the current total interference or the current total load proportional to it are entered for a large number or preferably all connections. With the current total load determined in the process, the look-up table LU described above is entered in order to determine a correction value for the target SIR. With this correction value is ultimately z. B. an adder or a multiplier changes the value of the target bit error rate. This directly affects the outer and indirectly the inner control loop.
Natürlich können insbesondere die letztgenannten Verfahrensschritte auch in einer einzigen Einrichtung erfolgen, die einen oder mehrere Eingänge für den bzw. die momentanen Lastwerte und eine oder mehrere Nachschlagtabellen LU zum Bestimmen eines geeigneten Sollwertes aufweisen, der dann mit dem jeweiligen Wert aus den Einrichtungen zur Bestimmung der Mittelwerte für die Bitfehlerrate oder dergleichen verarbeitet wird.Of course, the latter method can in particularsteps also take place in a single facility, the eggone or more inputs for the current load (s)values and one or more look-up tables LU for determinationmen of a suitable target value, which then with therespective value from the facilities for determining the Mitprocessed for the bit error rate or the likebecomes.
Zusammengefaßt ist festzustellen, daß gemäß dem vorstehenden Verfahren ein für den Idealfall gewünschter Verbindungsqualitätswert für eine einzelne Verbindung verändert, insbesondere verschlechtert wird, um die mittlere Verbindungsqualität einer Vielzahl von Verbindungen zu verbessern.In summary it can be stated that according to the aboveProcess a connection quality desired for the ideal caseActual value changed for a single connection, in particularis deteriorated to the average connection qualityto improve a variety of connections.
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